一种封装结构和含该封装结构的照明装置的制作方法

本实用新型属于照明装置技术领域，特别是涉及一种封装结构及其制备方法和含该封装结构的照明装置。

背景技术：

现有的led照明灯具多包括基板和由至少一个芯片组成的发光组件，以及设置在发光组件外部的荧光激发封装结构，发光组件安装在基板上，荧光激发封装结构封装在发光组件的外部。现有的荧光激发封装结构多由透明树脂/硅胶作为封装基体并与用于激发的荧光粉混合后填入发光组件上部的反射杯中经烘烤成型，为了使荧光粉在树脂/硅胶中分布均匀，有些荧光激发封装结构中也会加入抗沉淀粉或扩散粉，所以这种情况下获得的荧光激发封装结构内的荧光粉多均匀分布在树脂/硅胶内或半沉于树脂/硅胶下层。

如上所述，不管是均匀分布于树脂/硅胶中或半沉于树脂/硅胶中的荧光粉受到底部发光组件激发而转换的白光光束,因从各角度对分布中的荧光粉激发各有所不同,所以最终转换后的白光光束色度也有所差异,以致从发光组件表面横轴及纵轴的各角度(coa：colorofangle)及区域面积的各点(cos：colorofsurface)光色有着一定程度差异，并且在现有荧光激发封装结构中荧光粉对光束的二次激发较为严重。

鉴于未来照明产品对发光特性要求日益增高，所以对于led照明灯具的荧光激发封装结构本身的coa及cos光色要求也随之提高，故对于荧光激发封装结构本身的coa及cos的改善更是刻不容缓。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种照明装置的封装结构，所述照明装置包括基板、安装在所述基板上的发光组件，以及覆盖设置在所述发光组件外部的封装结构；所述封装结构包括：

将所述发光组件的出光进行混合的混光结构，所述混光结构包覆设置在所述发光组件的外部；

设置在所述混光结构外的至少一个光转换层，每一所述光转换层包括凝固成型的光转换透明基材和设置在所述光转换透明基材内的至少一种荧光粉；

所述至少一种荧光粉主要堆积于每一所述光转换层底部。

优选地，每一所述光转换层内的荧光粉至少80％重量份堆积在该光转换层层底至所述光转换层厚度30％的区域内。

进一步地，所述的光转换层为一层，所述光转换层中仅有黄色荧光粉，或仅有红色荧光粉与绿色荧光粉的组合，或仅有红色荧光粉、绿色荧光粉和黄色荧光粉三色的组合。

更进一步地，所述至少80％重量份的荧光粉为红色荧光粉与绿色荧光粉的组合，且红色荧光粉相较于绿色荧光粉更靠近混光结构与光转换层的界面处；或所述至少80％重量份的荧光粉为红色荧光粉、绿色荧光粉和黄色荧光粉三色的组合，且红色荧光粉相较于绿色荧光粉更靠近混光结构与光转换层的界面处，且绿色荧光粉相较于黄色荧光粉更靠近混光结构与光转换层的界面处。

优选地，主要堆积于每一所述光转换层底部的所述荧光粉中，大尺寸的荧光粉相较于小尺寸的荧光粉更接近混光结构与光转换层的界面处。

优选地，所述混光结构包括至少一个混光层，所述混光层包括混光透明基材和均匀分布在所述混光透明基材内的一个或多个混光粒子。

进一步地，所述一个或多个混光粒子具有散射的功能。

更进一步地，所述一个或多个混光粒子由透光率在95％以上的透光性微晶体材料制成。

更进一步地，所述多个混光粒子的粒径为3-8μm。

进一步地，所述混光透明基材的厚度为20～80μm。

进一步地，所述光转换透明基材和/或所述混光透明基材为树脂或硅胶。

优选地，所述混光结构的出光面为凹向所述发光组件侧的第一凹曲面，所述光转换透明基材在所述第一凹曲面上部凝固成型。

进一步地，所述光转换层的荧光粉至少80％堆积在所述第一凹曲面的表面侧且厚度不超过30μm。

优选地，在具有多个光转换层的情况下，所述多个光转换层之间的接触面为凹向所述发光组件侧的第二凹曲面。

优选地，自光转换层一侧向发光组件侧俯视，所述发光组件发光面的发光中心与所述自光转换层出光的光学中心相重合。

优选地，所述混光结构的出光面为平面。

优选地，所述发光组件的发光波长在蓝光波长范围内。

优选地，所述光转换层为两或三层，且每一所述光转换层的光转换波长不同。

一种照明装置，包括上述封装结构。

本实用新型照明装置的封装结构沿光的发射方向依次设置有混光结构和光转换层，光转换层中的荧光粉主要堆积于每一所述光转换层底部，混光结构将芯片所发出的各向原始光混合均匀形成一出光均匀的面光源，面光源的均匀出光光束对堆积于每一所述光转换层底部的荧光粉进行激发，由于荧光粉堆积在光转换层的底部，大幅减少了荧光粉的二次激发，并且经过混光层后出光的光束较具指向性，而每个荧光粉转换所需能阶是相同的，在光束相对集中强劲的情况下，沉淀堆积于底部的荧光粉比悬浮荧光粉在一次激发完全转换的机率大大提升，所以在同样具有混光层的状况下，沉淀会比悬浮的光色均匀更好，最终使得从发光组件表面横轴及纵轴的各角度(coa)及区域面积的各点(cos)光色一致性达到较好的效果。

附图说明

图1显示为本实用新型封装结构实施例一的结构简图；

图2显示为本实用新型封装结构实施例中经混光结构后的出光示意图；

图3显示为本实用新型封装结构实施例中的一经混光结构混合后的面光源示意图；

图4显示为本实用新型封装结构实施例中又一经混光结构混合后的面光源示意图；

图5显示为本本实用新型封装结构实施例二的结构简图；

图6显示为本本实用新型封装结构实施例三的结构简图；

图7显示为本本实用新型封装结构实施例四、五的结构简图；

图8显示为本实用新型封装结构实施例六的结构简图；

图9显示为本实用新型实施例七中本实用新型照明装置的结构简图。

元件标号说明

10基板

101第一电极

102第二电极

103容置槽

20发光组件

201发光芯片

30封装结构

310混光结构

311混光透明基材

312多个混光粒子

320第一光转换层

321第一光转换透明基材

322第二荧光粉

323第一荧光粉

324第三荧光粉

330第二光转换层

331第二光转换透明基材

31020第一凹曲面

32030第二凹曲面

31020a平面

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，下述实施例中未具体说明的部分均为现有结构或常规制作工艺，且下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

需要进行说明的是，在本实用新型光转换层为非等厚度状态的具体实施例中，所述光转换层厚度是指为光转换层的最大厚度。

实施例一

如图1-4所示，本实用新型提供一种照明装置的封装结构30，所述照明装置包括基板10、安装在所述基板10上的发光组件20，以及覆盖设置在所述发光组件外部的封装结构30；所述发光组件20内包括一个发光芯片(也可以为多个)；

所述的发光芯片优选是蓝光芯片，如半导体发光元件，如氮化镓基半导体元件，发光波长介于420～470nm，发光芯片可以为正装、倒装或垂直芯片中的至少之一种，本实施例中发光芯片是一正装芯片。

所述封装结构30包括：

能将所述发光组件20的出光进行混合的混光结构310，所述混光结构310包覆设置在所述发光组件20的外部。

设置在混光结构310外的第一光转换层320，第一光转换层320包括凝固成型的第一光转换透明基材321和设置在第一光转换透明基材321内的第一荧光粉323和第二荧光粉322；

第一荧光粉323和第二荧光粉322且主要堆积于第一光转换层321底部。

本实用新型中的混光结构310可以为现有能够实现将发光组件各向出光混合均匀的结构，如通过喷涂或点胶的方式结合烘烤的方式制作而形成在覆盖发光组件20表面以及周围的能够实现混光效果的堆积层，为了达到更好的封装效果和均光效果，本实施例中的混光结构310包括一个混光层，所述混光层包括混光透明基材311和均匀分布在所述混光透明基材311内的多个混光粒子312。

本实用新型中的混光粒子312至少具有散射功能的粒子，对发光芯片发出的光在混光结构中进行散射，使光均匀分散后进入第一光转换层320，本实施例中的混光粒子312为透光率在95％以上的高透光性微晶体材料，其可以为二氧化钛、塑料、pmma、熔融石英、三氧化二铝、氧化镁等常用散射粒子中的一种或多种。混光粒子312相对于混光透明基材的质量比例较佳的是1～3％，更佳的，该质量比例1～1.5％之间，若比例过低，混光效果变低，若比例过高，会挡光严重，蓝光出光率降低。混光透明基材311的厚度(非等厚状态下指最大厚度)较佳的在20～80μm范围内，更优选的是30～75μm。厚度过低，混光效果不佳，厚度过高会导致吸光严重。

本实用新型中混光粒子312的折射率大于或等于混光透明基材311的折射率。该多个混光粒子的外形和结构原则上不受限制，可以为球形、多面体等任意形状。在本实施例中，该多个混光粒子为球形，且其粒径范围为3～8微米。

本实用新型中所述第一光转换透明基材321内的荧光粉，荧光粉可以是至少一种，或者是多种，荧光粉可以是单独使用的黄色荧光粉，也可以是红色荧光粉与绿色荧光粉的混合体，还可以是，红色、黄色、绿色的混合体，本实施例中第一光转换透明基材321中的荧光粉包括第一荧光粉323和第二荧光粉322，第一荧光粉323为红色荧光粉，第二荧光粉322分别为绿色荧光粉。

本实用新型中荧光粉所用材料可为yag、氧化物、氮化物或硅酸盐等现有常用荧光激发材料，具体的第一荧光粉323和第二荧光粉322形状可为球形、多面体等任意形状，在本实施例中，第一荧光粉323和第二荧光粉322均为球形，该形状和粒径有利于在液态的第一光转换透明基材321中均匀混合。

所述第一荧光粉323和第二荧光粉322均匀混合在液态下的所述第一光转换透明基材321内，并在所述第一光转换透明基材321凝固成型前堆积于所述第一光转换透明基材321底部的混光结构310的出光侧表面上，由此两种荧光粉主要堆积于所述光转换层底部。

本实用新型的第一光转换层320中设置有堆积成层的第一荧光粉323和第二荧光粉322，混光结构310将发光组件20所发出的各向原始光混合均匀形成一出光均匀的面光源，再经由沉降堆积成的第一荧光粉323和第二荧光粉322进行一次光激发，使其转换后的光色均匀性更佳，并且相对于荧光粉均匀分散的设计，可以大幅降低蓝光经过均匀分散的荧光粉受到二次激发的概率，最终使得从封装结构发光表面横轴及纵轴的各角度(coa)及区域面积的各点(cos)光色一致性达到较好的效果。

本实用新型中混光结构310与第一光转换层320之间的界面形状原则上不做限制，其只要能够作为第一光转换层320内第一荧光粉323、第二荧光粉322堆积的衬底，并使第一荧光粉323、第二荧光粉322不集中堆叠在界面的中央部分，而是尽量均匀分散在整个界面处即可，从封装体出光面的俯视形状(自光转换层一侧向发光组件侧俯视)可以为如图3所示的长方形或如图4所示的椭圆形或其他任何形状，本实用新型中的所述混光结构的出光面为凹向所述发光组件侧的第一凹曲面31020，第一凹曲面31020的曲率不宜过大，以使第一荧光粉323和第二荧光粉322分层堆积不集中在凹面最底部，较佳的是，均匀分散在第一凹曲面31020上的整面荧光粉，这样发光芯片发出的光自混光结构散射后进入混光结构与第一光转换层的界面处能够被均匀转换。如图1所示，因本实施中第一光转换层为非等厚度状态，所以光转换层厚度指光转换层的最大厚度h，较佳地，第一光转换层320内堆积的第一荧光粉323和第二荧光粉322质量总和的至少80％堆积在自混光结构与第一光转换层界面处至至多30％h的厚度范围内,或者至多20％h的厚度范围内或者至多10％h的厚度范围内，第一荧光粉323和第二荧光粉322质量总和的至多20％的堆积在自第一光转换部顶部至下部至少70％h或至少80％h或至少90％h的厚度范围内，以使发光芯片发出的光自混光结构散射后进入第一光转换层与混光结构的界面处被集中一次转换。优选地，第一荧光粉323和第二荧光粉322质量总和的至少80％在第一凹曲面31020上堆积形成的厚度不超过30μm，较佳的介于20～25μm。较佳的，所述的至少80％还可以是进一步至少90％或95％或100％；较佳的，其余至多20％还可以进一步是至多10％或5％或0％。

优选地，光转换层320中在底部堆积的主要部分荧光粉中按照粒径大小阶梯排布，大粒径的荧光粉更接近于光转换层的底部，小粒径的荧光粉相较于大尺寸的荧光粉远离光转换层的底部。

本实用新型同一光转换层中的荧光粉可以为一种或多种，较佳的，本实施例中，第一荧光粉323和第二荧光粉322分别为红色荧光粉和绿色荧光粉的组合，第一荧光粉323和第二荧光粉322堆积在自混光结构与第一光转换层界面处向上至至多30％h厚度范围内的至少80％部分荧光粉中，优选红色荧光粉比绿色荧光粉的主要部分更靠近混光结构与第一光转换层界面处，更优选地，红色荧光粉的平均粒径大于绿色荧光粉，更优选地，红色荧光粉的平均粒径范围为15～20μm，绿色荧光粉的平均粒径范围为10～15μm。

本实用新型中的第一光转换透明基材321和所述混光透明基材311可以为现有常用的封装用透明基材，如树脂或硅胶，其透光率宜在80％以上，本实施例中所述第一光转换透明基材321和所述混光透明基材311为透明树脂，更佳的是透明环氧树脂或硅胶，透光率更佳的是90％以上或95％以上。更佳的，混光透明基材311的材料，折射率为1.5以上。更佳的，所述的第一光转换透明321和所述混光透明基材311的材料一致，可保证两者之间的粘附性，防止两者之间脱落。

为了达到更好的激发效果，整个封装结构30具有一个自光转换层内向外辐射的光学面，光学面具有光学中心，当封装体内为一个发光芯片，其发光表面具有一个发光中心，本实施例中，较佳的自光转换层的出光侧俯视光学中心与发光芯片的发光中心为重合，由此可以避免发光中心偏离，改善coa值。

实施例二

如图5所示，本实施例提供一种照明装置的封装结构，本实施中第一光转换层320为非等厚度状态，所以光转换层厚度指光转换层的最大厚度h，本实施例与实施例一大体相同，不同在于，本实施例中的第一光转换层320的第一光转换透明基材321内仅设置有第三荧光粉324，第三荧光粉324为黄色荧光粉，黄色荧光粉的平均粒径为3～8μm，荧光粉质量总和的至少80％堆积在自混光结构与第一光转换层界面处至至多30％光转换层320厚度范围内或者至多20％光转换层320厚度范围内或者至多10％光转换层320厚度范围内，荧光粉质量总和的至多20％的堆积在自第一光转换部顶部至下部至少70％或至少80％或至少90％厚度范围内，以使发光芯片发出的光自混光结构散射后进入第一光转换层与混光结构的界面处被集中一次转换。荧光粉质量总和的至少80％在第一凹曲面31020上堆积形成的厚度不超过15μm，较佳的，介于10～15μm之间，或者较佳的不超过10μm。较佳的，所述的至少80％还可以是进一步至少90％或95％或100％；较佳的，其余至多20％还可以是至多10％或5％或0％。

实施例三

如图6所示，本实施例提供一种照明装置的封装结构，本实施中第一光转换层320为非等厚度状态，所以光转换层厚度指光转换层的最大厚度h，本实施例与实施例一大体相同，不同在于，本实施例中的第一光转换层320的第一光转换透明基材321内含有三种荧光粉，三种荧光粉分别为第一荧光粉323、第二荧光粉322和第三荧光粉324，第一荧光粉323为红色荧光粉，第二荧光粉322为绿色荧光粉，第三荧光粉324为黄色荧光粉，三种荧光粉堆积在自混光结构与第一光转换层界面处至至多30％h厚度范围内的至少80％部分荧光粉中，优选红色荧光粉的主要部分比绿色荧光粉的主要部分更靠近混光结构与第一光转换层界面处，绿色荧光粉的主要部分比黄色荧光粉的主要部分更靠近混光结构与第一光转换层界面处。更优选地，红色荧光粉的平均粒径大于绿色荧光粉，绿色荧光粉的平均粒径大于黄色荧光粉的平均粒径。较佳的，本实施例中的红色荧光粉的平均粒径范围为15～20μm，绿色荧光粉的平均粒径范围为10～15μm，黄色荧光粉的平均粒径为3～8μm。三种荧光粉质量总和的至少80％堆积在自混光结构与第一光转换层界面处至至多30％h厚度范围内或者至多20％h厚度范围内或者至多10％h厚度范围内，三种荧光粉质量总和的至多20％的堆积在自第一光转换部顶部至下部至少70％h或至少80％h或至少90％h厚度范围内，以使发光芯片发出的光自混光结构散射后进入第一光转换层与混光结构的界面处被集中堆积的荧光粉集中一次转换。三种荧光粉质量总和的至少80％在第一凹曲面31020上堆积形成的厚度不超过30μm，较佳的，介于20～25μm之间。较佳的，所述的至少80％还可以是进一步至少90％或95％或100％；较佳的，其余至多20％还可以是至多10％或5％或0％。

实施例四

如图7所示，本实施例提供一种照明装置的封装结构30，本实施中第一光转换层320为非等厚度状态，第一光转换层厚度指光转换层的最大厚度h1，第二光转换层330为非等厚度状态，第二光转换层厚度指光转换层的最大厚度h2，本实施例与实施例一大体相同，不同在于，本实施例中的光转换结构包括有第一光转换层320和第二光转换层330，第一光转换层320和第二光转换层330的接触面为向发光组件20侧凹陷的第二凹曲面32030，第一光转换层320内设置有第一荧光粉323(也可以为多种)，第一荧光粉323在第一光转换层320中堆积到混光结构310的出光侧表面上，第二光转换层330内设置有第二荧光粉322(也可以为多种)，第二荧光粉322在第二光转换层330中堆积至固化成型的第一光转换层320与第二光转换层330之间的界面。

本实施例中第一荧光粉323为绿色(或红色)荧光粉，第二荧光粉322不同于第一荧光粉的红色(或绿色)荧光粉。

较佳的，第一光转换层320堆积的第一荧光粉323质量的至少80％集中堆积在第一光转换层320层底起至30％h1的厚度范围内，第一荧光粉323的其余20％堆积在自第一光转换层320顶部向下至70％h1的厚度范围内，以使发光芯片发出的光自混光结构散射后进入第一光转换层与混光结构的界面处被集中堆积的第一荧光粉323一次转换。第二光转换层330中第二荧光粉322质量的至少80％堆积在第二光转换层330层底起至30％h2的厚度范围内，第二荧光粉322其余至多20％的堆积在第二光转换层自顶部向下至70％h2的厚度范围内，使自第一光转层320后的光线在进入第二光转换层330时，被堆积在第二凹曲面32030上的第二荧光粉322集中一次转换，而尽量避免经过二次转换。较佳的，所述的至少80％还可以是进一步至少90％或95％或100％；较佳的，其余至多20％还可以是至多10％或5％或0％。

较佳的，第一荧光粉323为绿色荧光粉，并且至少80％绿色荧光粉在第一凹曲面31020上堆积形成的厚度范围不超过20μm，较佳的，厚度范围介于15～20μm。第二荧光粉322为红色荧光粉，至少80％在第二凹曲面32030上的堆积形成的厚度范围不超过30μm，较佳的，介于20～25μm。

实施例五

如图7所示，本实施例提供一种照明装置的封装结构30，其与实施例四大体相同，不同在于，本实施例中第一荧光粉323为红色荧光粉，并且至少80％红色荧光粉在第一凹曲面31020上的堆积形成的厚度差值不超过30μm，较佳的，介于20～25μm。第二荧光粉322为绿色荧光粉，至少80％的绿色荧光粉在第二凹曲面32030上的堆积形成的厚度范围不超过20μm，较佳的，厚度范围介于15～20μm。

实施例六

如图8所示，本实施例通过一种照明装置的封装结构，其与实施例一大体相同，不同在于，本实施例中的发光组件包括多个发光芯片201，多个发光芯片201呈中心对称排布，当封装体内为多个发光芯片，多个发光芯片的发光顶表面集中构成多个发光面，多个发光面具有一个发光中心，所述封装结构的光学中心与所述发光组件的对称中心相重合。

实施例七

如图9所示，本实施例提供一种照明装置，所述照明装置包括基板10、发光组件20和封装结构30；基板10上设置有第一电极101、第二电极102和容置槽103，发光组件包括至少一发光芯片，所述至少一发光芯片安装在容置槽103的槽底，封装结构30设置在发光芯片上方的容置槽103内，并将发光芯片封装在容置槽103内，封装结构30的结构和实施例一中的封装结构大体相同，但不同在于，本实施例中混光结构310的出光侧表面为平面31020a，第一光转换层320内的第一荧光粉323和第二荧光粉322(不同色的荧光粉)在第一光转换透明基材321内分层堆积在平面31020a上。每一光转换层包括凝固成型的光转换透明基材和设置在所述光转换透明基材内的至少一种荧光粉；所述至少一种荧光粉主要堆积于所述每一光转换层底部。

综上所述，本实用新型封装结构沿光的发射方向依次设置有混光结构和光转换层，光转换层的底部界面上设置有堆积的荧光粉层，混光结构将芯片所发出的各向原始光混合均匀形成一出光均匀的面光源，面光源的均匀出光光束对堆积在光转换层内的荧光粉进行激发，由于荧光粉的堆积与铺垫，大幅减少了荧光粉的二次激发，使其转换后的光色均匀性更佳，最终使得从发光组件表面横轴及纵轴的各角度(coa)及区域面积的各点(cos)光色一致性达到较好的效果，本实用新型封装结构不仅可以适用于杯型的封装载体，更可延伸应用于平面型封装结构和高瓦数集成多晶封装(cob)上，藉此以满足未来照明产品的应用需求，所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。